Facteurs biologiques associés aux formes graves de COVID-19: une étude cas contrôle à Madagascar

¹Service de Médecine Interne, Centre Hospitalier Universitaire Joseph Raseta Befelatanana, Antananarivo, Madagascar, ²Service de Pneumologie, Centre Hospitalier Universitaire Joseph Raseta Befelatanana, Antananarivo, Madagascar

^&Auteur correspondant
Herveat Ramanandafy, Service de Médecine Interne, Centre Hospitalier Universitaire Joseph Raseta Befelatanana, Antananarivo, Madagascar

Introduction    

A la fin de l'année 2019, une infection causée par un nouveau virus appelé SARS-CoV-2 survient à Wuhan, en Chine [1]. La maladie est devenue une pandémie en mars 2020 et est à l'origine d'un million de décès à travers le monde [2]. La rapidité et l'étendue de la propagation virale à travers le monde ont conduit à de nombreuses publications concernant les données cliniques, biologiques et radiologiques. Ce nouveau virus est un Betacoronavirus nommé par le groupe de travail Coronavirus du Comité international de taxonomie des virus [3] et est transmis à l'homme par le pangolin [4]. Il est responsable d'un tableau clinico-biologique et radiologique allant d'une manifestation légère à sévère appelé COVID-19 (Corona Virus Disease 2019) associant plusieurs atteintes d'organes notamment pulmonaires [2]. Selon le Haut Conseil de la Santé publique, la COVID-19 est définie comme grave si le patient présente au moins un des signes parmi les suivants: une polypnée ≥ 24 cyles par minute, une SaO2 ≤ 90% en air ambiant à l'oxymétrie, une Pa02 < 70mmHg au gaz du sang artériel, un trouble de la vigilance, ou bien des anomalies bilatérales à la radiographie et/ou au scanner thoracique [5]. Au cours de cette infection, quelques paramètres biologiques peuvent être perturbés dont certains pourraient être associés à une évolution clinique défavorable [6,7]. La physiopathologie de la COVID-19 est encore mal élucidée mais une cascade de réactions immuno-inflammatoires induites de façon inadaptée par l'entrée du virus dans la cellule hôte caractérise ses complications [8]. La connaissance des facteurs associés aux formes graves de cette maladie implique la notion de la physiopathologie ainsi que de la cinétique des paramètres biologiques afin de pouvoir adapter les modalités de prise en charge des patients infectés. L'objectif de cette étude consiste à explorer l'association entre les troubles biologiques et les formes graves de COVID-19.

Méthodes     

Conception et cadre de l'étude

Nous avons mené une étude rétrospective et analytique de type cas-témoins dans le Service de Pneumologie du Centre Hospitalier Universitaire Joseph Raseta Befelatanana sur une période de trois mois allant de mars à mai 2021. La durée d'étude était de trois mois allant de juin à août 2021. Le service de Pneumologie de Befelatanana concentre un grand nombre de formes graves de COVID-19 en provenance du service des urgences et triages du même établissement. C'est donc un service consacré à la prise en charge des patients infectés par le SARS-CoV-2 pendant les vagues successives de la pandémie de COVID-19.

Population d'étude et inclusion des patients

Les critères d'inclusion étaient strictement basés sur la confirmation en laboratoire du SARS-CoV-2 par un test qualitatif de réaction en chaîne par polymérase à transcriptase inverse ou RT-PCR SARS CoV-2 appuyé par des images scanographiques compatibles à une infection par le virus SARS-CoV-2 et que les bilans biologiques se situaient entre le huitième et dixième jour après le début des symptômes. En effet c'est dans cet intervalle que se développent les formes graves de COVID-19 [9]. Les patients sans bilans biologiques et ceux dont ces bilans étaient en dehors de cet intervalle étaient exclus de l'étude. L'échantillonnage était exhaustif pour les deux groupes. Définition des groupes cas et témoins: les formes graves sont dictées par les critères définis par le Haut conseil de la santé publique par la présence d'au moins un signe parmi les suivants: une polypnée ≥ 24 cyles/min, SaO2 ≤ 90% en air ambiant à l'oxymétrie, Pa02 < 70mmHg au gaz du sang artériel, altération de la conscience, anomalies bilatérales à l'imagerie [5]. Les témoins sont représentés par les patients ayant les formes légères à modérées.

Détermination de la taille d'échantillon

Pour un p = 0,5, la taille de l'échantillon a été calculée selon la formule suivante [10]:

t = coefficient de marge, N = taille de la population, e = marge d'erreur, p = proportion estimée. Nous avons pris un niveau de confiance de 95% qui correspond à un t = 1,96. La marge d'erreur (e) utilisée est de 1% soit 0,01. Après exclusion de 11 COVID-19, la taille de la population (N) était de 106. La taille de l'échantillon (n) ainsi calculée était de 105,46 soit 106 cas de COVID-19 tous confondus.

Collecte de données et variables d'étude

Ce cadre conceptuel a permis d'identifier les marqueurs biologiques disponibles dans notre plateforme et susceptibles de s'associer aux formes graves de COVID-19. Ainsi, l'examen des dossiers médicaux a permis de retirer rétrospectivement les informations démographiques ainsi que les caractéristiques cliniques, biologiques des patients atteints de COVID-19. Une fiche d'enquête préétablie a été utilisée pour servir de référence. Les données étaient ensuite saisies directement sur le logiciel Excel version 2010. Les variables étudiés sont: le genre, l'âge, la durée d'hospitalisation, la protéine C-réactive, la vitesse de sédimentation des hématies, l'hémogramme, les transaminases, les D-Dimères, le temps de céphaline activée, la troponine, la créatininémie, la glycémie, l'ionogramme sanguin ainsi que la létalité liée à cette maladie.

Analyses statistiques

Les analyses étaient réalisées à l'aide d'un logiciel CRAN R ® version 3.5.2. Les statistiques descriptives consistaient à calculer la moyenne et l'écart type des données quantitatives. Les proportions ont été utilisées pour les données catégorielles. Le test de Student a été utilisé pour comparer les moyennes tandis que le test du chi carré ou le test de Fischer exact pour les proportions. Afin de pouvoir étudier les facteurs de risque, les variables quantitatives ont été catégorisées. Les rapports de cotes (Odds Ratio) et leurs intervalles de confiances à 95% ont été calculés pour déterminer le degré d'association entre les troubles biologiques et les variables indépendantes. Le degré de signification statistique était retenu pour une valeur p < 0,05 permettant de rejeter l'hypothèse nulle d'une absence d'association entre les facteurs associés et la gravité de la maladie. L'effet des facteurs de confusion potentiels a été étudié par ajustement du modèle de régression logistique en analyse multivariée.

Données biologiques et définitions appliquées

Un prélèvement sanguin était réalisé afin de déterminer un bilan biologique standard. L'anémie et la polyglobulie étaient définies respectivement par une hémoglobinémie < 13 g/dl et > 17 g/dl [11]. L'hyperleucocytose et la leucopénie étaient définies devant un nombre de leucocytes, respectivement, > 11x10³/mm³ et < 4x10³/mm³. Une neutropénie et neutrophilie sont définies respectivement par des taux < 1,3x10³/mm³ et 7,5x10³/mm³. La lymphopénie était retenue devant un nombre de lymphocytes < 1,5x10³/mm³. La thrombopénie et la thrombocytose étaient définies devant des nombres de plaquettes, respectivement, < 150x10³/mm³ et > 450x10³/mm³ [12]. La CRP était considérée comme augmentée si le taux était > 12 mg/L [13]. Une vitesse de sédimentation > 20 mm était considérée comme augmentée [14]. L'hypercréatininémie était retenue devant une valeur > 110µ-mol/l. La cytolyse hépatique était retenue devant des valeurs d'ALAT >50 UI/L et d'ASAT > 40 UI/L [8]. L'hypo et l'hyperkaliémie étaient retenues devant des kaliémies, respectivement < 3,3 mmol/L et > 5,1 mmol/L [15]. L'hypo et l'hypernatrémie étaient retenues devant des natrémies, respectivement, < 135 mmol/L et > 145 mmol/L [16]. Un taux des D-Dimères est retenu élevé devant un taux > 1µg/L, une hyperglycémie et hypoglycémie sont retenues devant des taux respectifs 6,4mmol/L et < 4,4 mmol/L, une troponine élevée était retenue devant un taux > 15 ng/ml.

Considérations éthiques

L'étude a montré une considération pour les règles d'éthiques. Elle a été approuvée et accordée par le chef d'établissement. Les dossiers examinés ont été enregistrés de manière anonyme. Les informations recueillies lors de l'anamnèse et de l'examen clinique respectaient la confidentialité des patients.

Résultats     

Sur un total de 117 cas de COVID-19 recensés de mars à mai 2021, 106 étaient retenus dont 84 formes graves confrontées aux 22 cas non graves. Le genre masculin représentait plus de la moitié des cas (H = 58,5%, sexe ratio = 1,4) avec une différence significative (p = 0,02). L'âge moyen dans le groupe cas était de 71,75 ± 12,89 ans avec des extrêmes de 57 ans et 84 ans. Dans le groupe témoins, l'âge moyen était de 57,85 ± 15,08 ans pour des extrêmes de 17 ans et 85 ans. Il n'existait pas de différence significative en terme d'âge (p = 0,08). La durée moyenne d'hospitalisation des cas (16,21 ± 15,81 jours; extrêmes de 2 et 104 jours) était significativement prolongée par rapport à celle des témoins (7,8182 ± 3,63 jours; extrêmes de 3 et 17 jours) (p = 0,01). Une élévation du taux de CRP est la résultante des formes graves avec un risque multiplié par trois (OR = 3,18 [1,98-10,29], p= 0,03); Il n'y avait pas d'association significative entre les formes graves de l'élevation de la vitesse de sédimentation des hématies (VSH), l'anémie, la thrombopénie, l'hyperleucocytose, la neutrophilie et les formes graves, respectivement (p = 0,42; p = 0,61; p = 0,57; p= 0,34; p = 0,63). Une lymphopénie était corrélée aux formes graves avec un risque multiplié par quatre (OR = 3,7 [2,97-14,58], p = 0,002) (Tableau 1). Concernant les transaminases; le risque de donner une ASAT et ALAT élevées augmentait en fonction de la gravité de la maladie de manière significative, respectivement ((OR= 3,7[1,16-11,86], p= 0,01) et (OR= 3[1,93-9,50], p= 0,03)). Egalement un taux des D-dimères plus de 1µg/L ainsi qu'une baisse du temps de céphaline activée (TCA) constituaient des facteurs associatifs importants de formes graves de COVID-19 ((OR = 5,85 [1,13-30,13], p = 0,02 et OR = 12 [1,18-121,57]; p = 0,04)). Les élévations de la troponine, de la créatininémie, de la glycémie ainsi que les troubles ioniques n'avaient pas de lien significatif aux formes graves (p = 0,9; p = 0,47; p = 0,17; p = 0,17; p>0,5) (Tableau 2). En analyse multivariée, seul le taux élevé des D-Dimères était associé aux COVID-19 graves avec un risque multiplié par 5 (ORa= 5,01 [1,3-5,32]; p = 0,03) (Tableau 3). La létalité au cours de la période étudiée était de 9,4%.

Discussion     

Ce travail que nous avons mené traite le lien entre la COVID-19 et les bio-marqueurs disponibles dans notre plateforme. Il a la particularité d'analyser les caractéristiques démographiques et biologiques et évolutives des patients atteints de COVID-19. La pandémie de COVID-19 a engendré des crises notamment économique et sanitaire à l'échelle mondiale. Le décès lié à cette maladie ne cesse d'augmenter jusqu'à l'heure actuelle. Ceux-ci ont conduit à de nombreuses publications concernant les données cliniques, biologiques et radiologiques. Dans les différentes séries, il a été démontré le rôle des comorbidités dans la survenue des formes graves de COVID-19 [3-7], ceci pourrait être la résultante d'une mauvaise qualité de défense immunitaire et de l'état vasculaire plus précaire. Il ressort également dans cette étude que le genre masculin expose à un plus grand risque de développer des formes graves.

Dans une revue publiée par Hernan Valdes-Socin, cet état de fait clinique est dû à un effet protecteur des œstrogènes et progestérones chez les femmes [17], d'ailleurs, certaines revues stipulent le rôle favorisant des androgènes chez l'homme vu l'expression d'un récepteur au niveau des pneumocytes II facilite la pénétration du virus SARS-CoV-2. En Chine, de nombreuses séries démontraient le lien entre une élévation de la protéine C-réactive et les formes graves de la maladie [18,19]. En effet, lors de la tempête cytokinique induite par les lymphocytes, il existe une stimulation importante de sécrétion hépatique de la protéine C-réactive par les interleukines 6 [20]. Une nuance existe entre infection par le SARS-CoV-2 et surinfection bactérienne quant à l'élévation de la protéine C-réactive, le dosage de la procalcitonine serait donc indiqué puisque celle-ci est plus spécifique d'une infection bactérienne, ceci afin de pouvoir justifier la mise en place d'une antibiothérapie en dehors d'une circonstance clinique évidente. D'ailleurs, plusieurs circonstances peuvent influencer l'élévation des polynucléaires neutrophiles, par exemple dans le cas d'une infection bactérienne ou d'une administration de corticoïdes. Ces corticoïdes constituent la pierre angulaire du traitement de COVID-19 oxygénoréquerante. Son utilisation pourrait par contre modifier certains paramètres biologiques.

Dans la littérature, une polynucléose neutrophile était corrélée aux COVID-19 graves [20]. Egalement il a été démontré le lien entre COVID-19 graves et la lymphopénie [21,22]. Le mécanisme de survenue pourrait s'expliquer par l'apoptose ou bien par le manque de restauration lymphocytaire au stade évolué [23]. Ce taux bas de lymphocytes risque donc d'entrainer un déficit immunitaire et une sensibilité accrue aux infections bactériennes, fongiques et également d'autres infections virales qui pourraient nécessiter un dépistage dans une situation particulière. L'augmentation de l'activité des transaminases est le reflet d'une atteinte hépatique et est parfois associée à la mortalité par la maladie du foie. D'ailleurs, on pensait que son élévation est liée directement à une attaque virale SARS-CoV-2. Selon certains auteurs, elle est plutôt de cause multifactorielle qu'une invasion virale hépatocytaire [24]. Celle-ci a été démontrée par l'absence d'inclusion virale à l'histologie [25]. Dans les séries chinoises, l'élévation de ces transaminases était associée aux formes graves de COVID-19 [12,25]. Notre étude confirme donc la nécessité d'un dosage systématique de ces marqueurs chez les patients positifs. De nombreuses données vont dans le sens d'une activation de la coagulation. La plupart retrouvent une élévation du taux de D-dimères surtout en cas de forme sévère. Cette élévation semble prédictive de mortalité notamment lorsqu'elle dépasse un microgramme par litre [8]. Cette activation de la coagulation est couplée à un défaut de fibrinolyse ou à une agression virale directe de l'endothélium [23].

Dans notre série, le taux élevé des D-Dimères constituait le facteur associatif indépendant des formes graves en analyse multivariée, celui-ci justifierait donc l'instauration rapide d'un anticoagulant à titre curatif afin de limiter le processus de coagulation notamment le développement d'une embolie pulmonaire. D'autre part, l'élévation de la créatininémie est le témoin d'une atteinte glomérulaire, parfois tubulaire. Elle constitue un facteur de mauvais pronostic en cas de retard de prise en charge. Dans notre étude, l'hypercréatininémie représente 21,3% chez les cas contre 16,7% chez les témoins mais ne semblait pas être corrélée aux formes graves (p = 0,47), ce qui n'était pas le cas dans certaines publications où son élévation était liée significativement aux cas graves [26,27]. Concernant l'hyperglycémie, nous n'avons pas trouvé de lien significatif associé aux COVID-19 graves (p = 0,17). En fait, ce résultat était influencé par l'utilisation des corticoïdes et ne permettait pas de conclure un résultat valable. Dans l'étude de Yang et al., cette hyperglycémie était par contre corrélée aux formes graves [28]. La létalité liée à la COVID-19 était de 9,4%, ceci est plus élevée par rapport aux données de la littérature (2,3%; 0,7%) [29,30]. Dans la présente série, la haute prévalence s'explique par une baisse de système immunitaire liée à l'âge avancé (âge moyenne = 71,75 ans ± 12,8).

En résumé, la connaissance de ces facteurs associés aux formes graves de COVID-19 est capitale. Leur prise en charge avec les comorbidités associées permettrait d'optimiser le traitement donc de réduire la mortalité au cours de cette infection. Cette étude présente pourtant quelques limites méthodologiques, la première concerne l'application de différents seuils pour classer certains paramètres biologiques comme anormaux rendant difficile la comparaison entre les études. A titre d'exemple, dans certaines études, un taux de plaquettes < 150x103/mm³ définissait la thrombopénie; dans d'autres, des seuils différents étaient appliqués pour retenir la thrombopénie (< 180) [8] ou (< 100) [7]. Deuxièmement, la variabilité des valeurs de référence des laboratoires rendant difficile l'analyse des données. Le faible effectif concernant la troponine, elle n'était prescrite qu'en cas de signes cardiologiques très manifestes. Et la dernière limite était l'utilisation des corticoïdes ayant des répercussions sur les données biologiques. Malgré ces limites, nos résultats doivent permettre aux praticiens de réfléchir sur leur pratique clinique afin de réduire la morbi-mortalité liée à cette maladie.

Conclusion     

Depuis le mois de mars 2020, Madagascar est confronté à la COVID-19, une infection qui a lourdement impacté l'ensemble de notre système de santé. Il apparait donc indispensable de déterminer les éléments biologiques considérés comme facteurs pronostiques. Les anomalies biologiques mises en évidence chez les patients de notre étude semblent donc cohérentes avec les données de la littérature. La connaissance de ces facteurs est cruciale, permettant de prédire l'évolution défavorable des formes graves de COVID-19, et aurait des implications dans la prise en charge des patients infectés.

Conflits d'intérêts     

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêts.

Contributions des auteurs     

Herveat Ramanandafy: conceptualisation, méthodologie, brouillon original, rédaction, analyse formelle. Anjara Mihaja Nandimbiniaina, Harison Michel Tiaray et Jocelyn Robert Rakotomizao: révision et édition. Angela Zamelina Razafindrasoa: révision, rédaction. Princy Parfait Andriamahenina, Sonia Marcelle Razafimpihanina, Diamondra Ombanjanahary Andriarimanga: enquête. Joëlson Lovaniaina Rakotoson, Hanta Marie Danielle Vololontiana: validation, surveillance. Tous les auteurs ont contribué à la réalisation de ce travail. Ils ont lu et approuvé la version finale.

Remerciements     

Les auteurs dédient cet article aux personnes qui ont consacré leurs vies pour lutter contre le coronavirus, et à tous les professionnels de la santé qui ont pris soins des patients de COVID-19. Cette recherche n'a bénéficié d'aucune subvention spécifique émanant d'organisme de financement public, commerciaux ou à but lucratif.

Tableaux     

Tableau 1: répartition selon l'âge et la durée d'hospitalisation, le taux de CRP, VSH et hémogramme

Tableau 2: répartitions selon transaminases, bilan d'hémostase, enzyme cardiaque, créatininémie, glycémie et ionogramme sanguine

Tableau 3: analyse multivariée

Références